脉冲频率对高脉冲磁控溅射Cr/C镀层组织结构和耐蚀性的影响

为研究磁控溅射脉冲频率对镀层组织结构和耐蚀性的影响,以200、300、400、500和600 Hz脉冲频率下制备的Cr/C镀层为对象,采用XRD、SEM、电化学工作站对其相组成、微观组织和耐蚀性进行了表征分析。结果表明:不同脉冲频率下制备的Cr/C镀层相组成相同,均为Cr_(7)C_(3);Cr/C镀层的表面形貌均为菜花状颗粒,截面组织均为柱状晶;随着脉冲频率的增加,Cr/C镀层的组织变粗,柱状晶之间的空隙增大,致密性降低,表面粗糙度增加,镀层的厚度增大,镀层的平均沉积速率从18.45 nm·min^(-1)增大到28.08 nm·min^(-1);脉冲频率为500 Hz时镀层的腐蚀电位最高、腐蚀电流最低,腐蚀速率仅为0.00296 mm·a^(-1)。

磁控溅射Cr/C镀层耐热性能研究

在空气炉加热环境下于不同温度对采用磁控溅射离子镀技术制备Cr/C镀层样品进行加热保温处理。研究了不同加热温度下镀层的相结构、硬度和结合力的变化,考察了Cr/C镀层的耐热性能。结果表明:在600℃以下,Cr/C镀层保持了高硬度和强结合力的性能,表明镀层具有良好的耐热性能;镀层受热过程中生成了致密的铬氧化物及铬碳化合物,起到阻碍了氧原子向内层扩散的效果,使镀层氧化失稳的温度大大提高,从而保证了良好的耐热性能;处理温度达800℃后,镀层硬度和结合力明显下降。

碳含量对磁控溅射Cr/C镀层摩擦磨损性能的影响

采用磁控溅射技术在高速钢和单晶硅基体上制备Cr/C镀层,利用X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪分析镀层结构及元素状态,采用显微硬度计测量镀层的硬度及韧性,通过销-盘式摩擦磨损试验机及光学显微镜研究镀层不同磨损阶段的磨损行为.结果表明:镀层由C、Cr及Cr3C2等相组成;随着碳含量增加,镀层的硬度从HV1 300升至HV1 900,韧性变差;与未镀层的基体相比,镀层的摩擦系数从0.70降至0.48,当碳含量为74%时,摩擦系数降至0.35;增加碳含量能够明显改善镀层的抗黏着性能,碳含量为14%及40%的镀层以严重的黏着磨损为主,而碳含量为74%镀层的黏着程度最轻,其磨损形式以黏着磨损和磨粒磨损为主.

磁控溅射C靶电流对Cr/C和Cr/C/N复合镀层组织和性能的影响

利用控溅射技术,通过改变溅射C靶电流工艺参数,在45#钢上制备出Cr/C和Cr/C/N复合镀层。用能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)检测镀层的微观组织;用HX-1000型维氏显微硬度计、球-盘摩擦磨损试验机(POD)、光学显微镜(OM)测试镀层的力学性能。结果表明:随C靶电流增加,镀层微观结构都变得更加均匀和致密,硬度在变大,韧性在提高,耐磨性明显提高;所获C电流为1.2A的镀层有优异的摩擦磨损性能;Cr/C/N镀层综合力学性能优于Cr/C镀层。

自润滑Cr/C复合镀层钢球对轴承速度性能的影响

应用非平衡磁控溅射技术在6204轴承钢球表面制备出Cr/C复合镀层,用电子透射显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)分析镀层微观结构,对镀层钢球轴承和无镀层钢球轴承的速度性能和断油性能进行了试验。结果表明,Cr/C复合镀层有良好的显微结构,有大量的石墨存在。与无镀层钢球轴承相比,镀层钢球轴承有缓慢的温升、良好低振动性能和振动的平稳性能,特别是高速运转时,减振效果尤为明显,保证了轴承有优异的高速性能;镀层钢球轴承有良好的自润滑性能,极大提高轴承应急运行性能。

Cr/C复合镀层的制备及其力学性能研究

采用磁控溅射技术,以溅射石墨靶为C元素主要来源的方法制备了不同碳含量的Cr/C复合镀层。研究了碳含量对镀层相结构及元素存在状态的影响,并考察了碳含量变化后镀层硬度,韧性,结合强度等力学参量的变化。结果表明:该方法制备的Cr/C镀层中碳化物相主要是Cr3C2。随着碳含量的增加,镀层由晶态向非晶态结构过渡;镀层中的碳化物相也相应减少;镀层的硬度则随之而上升,韧性则下降。碳含量为75.08%的镀层结合强度最差。碳含量为42.37%,51.93%表现出较好的综合力学性能。

自润滑Cr/C复合镀层的制备和机械性能研究

采用闭合场非平衡磁控溅射技术,固定碳靶电流参数,调节铬靶电流参数,在GCr15轴承钢球、45#钢和单晶硅基体上制备出自润滑Cr/C复合镀层。用XRD对镀层相结构进行分析,测试了镀层的摩擦系数、磨损率、结合强度、硬度和韧性,用光学显微镜观察镀层磨损形貌。结果表明,镀层相结构为非晶态,随铬靶电流变大逐渐向晶态转变;与未镀层的基体相比,镀层有良好的摩擦磨损性能和载荷承载能力;镀层随铬靶电流增加,硬度逐渐降低,韧性逐渐提高。所获铬电流为0.1和0.3A镀层有很好的自润滑性能,且后者有良好的综合机械性能。